3. Előadás Közegek és felületek megadása A gyakorlatban nem közömbös, hogy az adott közeg milyen anyagi tulajdonságokkal bír. (Törésmutató, felület típusa, érdessége ) Lehetőség van az anyagok közegének, felületi minőségének megadására, és számos lehetőség nyílik a megfelelő anyag kiválasztására katalógusokból. A szemléltetések, az egyszerűség kedvéért mégis a jól ismert anyagokon keresztül, például izotrop anyag esetén többnyire BK7, anizotrop anyag esetében pedig LiNbO 3 al fog történni. A következő diákon a közegek és felületek definiálását fogjuk megnézni a TracePro-ban. TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 1
Objektumok felületének definiálása Miután kijelöltük a testet (vagy a felületet), melynek anyagát szeretnénk megadni, kattintsunk rá a jobb egérgombbal és válasszuk a Tulajdonságok (Properties )opciót. A következő párbeszédablakot láthatjuk: Amint láthatjuk alapértelmezetten a felület tulajdonságait jeleníti meg a program. Itt lehetőségünk van például tükör felületet adni a testünknek. Ehhez a jobb oldalt a Név (Name) legördülő menünél válasszuk ki a Tükör (Mirror) opciót. Majd kattintsunk az Alkalmaz (Apply) gombra. TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 2
Objektumok anyagának beállítása Amint az előző lapon láttuk, jelöljünk ki egy objektumot, majd menjünk annak tulajdonságaihoz (Properties opció) Az felugró párbeszédablak bal oldali listájában válasszuk ki az Anyagi (Material) lehetőséget. Ezután a jobb oldali panelen lehetőségünk van különböző katalógusokból kiválasztani és hozzárendelni a kívánt anyagot az objektumhoz. Például: Amint láthatjuk a képen is, az anyag kiválasztásával a program információkat ad annak tulajdonságairól. Láthatjuk például a kiválasztott anyag törésmutatóját hullámhossztól függően, melyet változtathatunk (μm!) TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 3
Az importált objektum tulajdonságainak beállítása A korábban SolidEdgeből importált objektumunknak k k is megadhatjuk az iménti tulajdonságokat. Az eljárás megegyezik az eddigiekkel. Kijelöljük az objektumot, majd jobb egérgomb megnyomása után kiválasztjuk a Properties opciót. A már megismert párbeszédablakon a Surface (felületi beállítások), valamint a Material (objektum anyagának beállításai) menüpontokban beállítjuk az objektum tulajdonságait, amik a munkánkhoz szükségesek. Például a test anyagának BK7-es anyag tulajdonságait rendeljük. TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 4
Egyedi anyagtulajdonságok megadása Az eddigiekben, a TracePro beépített katalógusaiból választottunk ki anyagtípust. Azonban munkák során előfordul, hogy az optikai rendszerünkben valamely eszközünk olyan paraméterekkel rendelkezik, melyek nincsenek a TracePro katalógusaiban. TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 5
Egyedi anyagtulajdonságok g megadása Az ilyen esetekben szükséges az adott tulajdonság, vagy tulajdonságok egyénileg való definiálására. Ehhez a TracePro, tulajdonság szerkesztő (Property editor) funkcióját fogjuk használni. Ezt a Definiálás (Define) menü, Edit Propety Data szekcióban, paraméterenként külön elválasztva találjuk. TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 6
Egyedi anyagtulajdonságok g megadása Az egyes paraméterek, melyeket egyénileg is megadhatunk (rendre): Felület (Surface Properties) Anyag (Material Properties) Tömbi szórási tulajdonság (Bulk Scatter Properties) Gradiens törésmutató (Gradient Index Properties) RepTile tulajdonság (RepTile Properties) Fluoreszenciás tulajdonság (Fluorescence properties) Felületi forrás tulajdonság (SurfaceS f Source Properties) Egy, vagy több vékony réteg (Thin Film Stacks) (AR coatingnál!) TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 7
Anti-reflexiós ió réteg Gyakorlatban igen sokszor használnak úgynevezett antireflexiós rétegeket (AR coating), melyekkel a lencsék felületi Fresnel-reflexióitreflexióit minimalizálhatjuk. Leggyakoribb az egy rétegű MgF 2 réteg, mely a látható fény hullámhossz tartományában csökkenti a reflexiót. Természetesen mindig az adott hullámhossz(tartomány)hoz legoptimálisabb AR bevonatot kell alkalmazni. Lássuk hogy működik mindez a TraceProban! Az Edit Property Data menü, Thin Film Stacks opcióját válasszuk ki. TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 8
Anti-reflexiós ió réteg Az ábrán látható panel fogad ezután minket, ahol, mint látjuk lehetőségünk nyílik új katalógus, illetve új tulajdonság készítésére. TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 9
Anti-reflexiós réteg Készítsünk egy AR layers katalógust, majd egy MgF2_SL tulajdonságot. A réteg vastagságát az alábbi képlet szerint kell meghatározni: 0,25λ Thickness = n A fény hullámhosszát uá ossá vegyük 546,1 nm-nek, a törésmutatót öés uaó pedig a BK7-es lencse, erre a hullámhosszra adódó értékének (1,51872). Az így kapott vastagságot írjuk be az első oszlopba, majd a második oszlopban Material catalog-ból válasszuk a Coating -ot, Matrial name-nél pedig az MgF2-t. Végül mentsük el a tulajdonságot. TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 10
Anti-reflexiós réteg Ezután felületi tulajdonságba kell integrálni az előzőekben elkészített antireflexiós réteget. Ehhez menjünk a Define menü, Edit property p data / Surface properties menü-pontra. Hozzunk létre egy AR_Coating katalógust és ezen belül egy MgF 2 Coating típust. (Hullámhossznak a 0,5461 mm-t adjuk meg) Ezek után típusnak a Stack -et adjuk meg, majd így elérhetővé válik az előzőleg általunk készített réteg. Mentsük el, és kész is vagyunk. Ezután már csak annyi a dolgunk, hogy felületi tulajdonságunkat alkalmazzuk az adott objektumon. TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 11
Boolean eszközök a TracePro-ban Egyes elemeket kivágással vagy egyesítéssel alkothatunk meg a programban. Ehhez a TracePro az úgynevezett Boolean eszközöket nyújtja számunkra. Alapvetően három féle lehetőség van: metszet (Intersect) I t t különbség (Subtract) unió (Unite) Így lehetőségünk nyílik olyan alakzatok elkészítésére a programon belül, melyeket a beépített szerkesztőkkel nem tudnánk. TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 12
Boolean eszközök öka TracePro-ban Több esetben azonban ezek használata nem célravezető, ugyanis a munkaidőt megtöbbszörözhetik. Ezekben az esetekben inkább használjunk külső CAD tervezőrendszert, melyet már említettünk. A teljesség és az egyszerűbb esetek kedvéért nézzük át az említett eszközöket. TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 13
Boolean eszközök ök- Intersect t P: Illesszünk be egy 1 mm x 1 mm x 1 a mm-eskockátazorigóba,majdtőle 1 mm-re Z irányban egy ugyanilyen dimenziókkal rendelkező kockát, az X tengely körül 45 -al elforgatva. (a. ábra) A két test egyidejű kijelölése után aktívvá válnak az eszköztáron megta- lálható Boolean eszközök Kattintsunk az első Intersect gombra. Ahogy azt a b ábrán is láthatjuk a program a két test közös részét b (metszetét) hagyta csak meg. TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 14
Boolean eszközök ök- Subtract t P: Az előző esetet megismételve illesszünk be két kockát. (a. ábra) A testek kijelölése után a boolean eszközök közül most a középső (Subtract) gombra kattintsunk. Láthatjuk, hogy a program ezúttal a két test közül az elsőt, illetve a két test közösö részét ét vágta ki. (b. ábra) a b TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 15
Boolean eszközök - Unite P: Az előzőekben beillesztett két kockátkát használjuk ismét. Azelső ő kockak Y méretét módosítsuk úgy, hogy annak mérete megegyezzen az elforgatott kocka egy lapátlójának méretével (1,414 mm) és illesszük pontosan hozzá. (a. ábra) Jelöljük ki mindkét testet, majd kattintsunk a Unite gombra. Ahogy azt láthatjuk is, a program egymásba olvasztotta a két testet. (b. ábra) a b TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 16
Boolean eszközök ök Az előbbi műveletek mindegyike után a Rendszer fában (System tree) ben is láthatjuk, hogy a program egy objektumként kezeli a továbbiakban az így készített testeket. TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 17
Mit ismertünk meg? - Közegek és felületek megadása - Anyagi tulajdonságok megadása - Boolean funkciók Következik: k - Mátrixoptika alapjai - Sugárforrások definiálása, sugárkövetés elvégzése, kiértékelése TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 18